Question

17．有X、Y、Z三種元素，已知X、Y是元素周期表前20號元素，且X的原子序數(shù)比Y大4，元素Z形成的金屬單質(zhì)在日常生活中應用最廣泛．請回答：
Ⅰ．若X是短周期最活潑的金屬元素．
（1）寫出Y的單質(zhì)的電子式：N┇┇N：．
（2）寫出過量的單質(zhì)Z與元素Y的最高價氧化物對應的水化物（稀溶液）反應的離子方程式3Fe+8H⁺+2NO₃^-=3Fe²⁺+2NO↑+4H₂O．
Ⅱ．若X的簡單離子半徑是第三周期元素簡單離子半徑最小的．
（3）在定向爆破中，常利用氧化鐵和單質(zhì)X反應放出的熱量來切割鋼筋．該反應的化學方程式為Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃．
（4）在含有Fe³⁺、X的陽離子的混合溶液中，除去X的陽離子的離子方程式是
Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O
Ⅲ．含Z的化合物A（化學式為K₂ZO₄）極易溶于水，但靜置一段時間后轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀，同時產(chǎn)生一種氣體．
（5）化合物A溶于水后的變化4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃↓+3O₂↑+8OH^-（用離子方程式表示）．查閱資料發(fā)現(xiàn)，加入下列物質(zhì)中的AD可提高A在水中的穩(wěn)定性．
A．Na₂CO₃ B．KSCN   C．NH₄NO₃ D．KOH．

Answer 1

分析 有X、Y、Z三種元素，X、Y是元素周期表前20號元素，且X的原子序數(shù)比Y大4．元素Z形成的金屬單質(zhì)在日常生活中應用最廣泛，含Z的化合物A（化學式為K₂ZO₄）極易溶于水，但靜置一段時間后轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀，同時產(chǎn)生O₂，則Z為Fe．
Ⅰ．若X是短周期最活潑的金屬元素，則X為Na，Y為N元素；
Ⅱ．若X的簡單離子半徑是第三周期元素簡單離子半徑最小的，則X為Al，Y為F元素；
Ⅲ．A為K₂FeO₄，溶于水靜置一段時間后轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀，同時產(chǎn)生O₂，紅褐色沉淀為Fe（OH）₃，由電荷守恒可知，還產(chǎn)生KOH，發(fā)生反應：4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃↓+3O₂↑+8OH^-，根據(jù)平衡移動原理，應加入進行物質(zhì)抑制反應進行．

解答 解：有X、Y、Z三種元素，X、Y是元素周期表前20號元素，且X的原子序數(shù)比Y大4．元素Z形成的金屬單質(zhì)在日常生活中應用最廣泛，含Z的化合物A（化學式為K₂ZO₄）極易溶于水，但靜置一段時間后轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀，同時產(chǎn)生O₂，則Z為Fe．
Ⅰ．若X是短周期最活潑的金屬元素，則X為Na，Y為N元素，
（1）Y的單質(zhì)為N₂，分子中N原子之間形成3對共用電子對，其電子式為：N┇┇N：，
故答案為：：N┇┇N：；
（2）過量的Fe與稀硝酸反應生成硝酸亞鐵、NO與水，反應的離子方程式為：3 Fe+8H⁺+2NO₃^-=3 Fe²⁺+2NO↑+4H₂O，
故答案為：3 Fe+8H⁺+2NO₃^-=3 Fe²⁺+2NO↑+4H₂O；
Ⅱ．若X的簡單離子半徑是第三周期元素簡單離子半徑最小的，則X為Al，Y為F元素；
（3）在定向爆破中，常利用氧化鐵和單質(zhì)Al反應放出的熱量來切割鋼筋，為鋁熱反應，該反應的化學方程式為Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃，
故答案為：Fe₂O₃+2Al$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+Al₂O₃；
（4）在含有Fe³⁺、Al³⁺的混合溶液中，除去Al³⁺的方法是先在溶液中加入過量的氫氧化鈉，使鐵離子沉淀，鋁離子生成偏鋁酸根離子，過濾可除去鋁離子，反應的離子方程式是Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O，
故答案為：Al³⁺+4OH^-=AlO₂^-+2H₂O；
Ⅲ．（5）A為K₂FeO₄，溶于水靜置一段時間后轉(zhuǎn)化為紅褐色沉淀，同時產(chǎn)生O₂，紅褐色沉淀為Fe（OH）₃，由電荷守恒可知，還產(chǎn)生KOH，發(fā)生反應：4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃↓+3O₂↑+8OH^-，根據(jù)平衡移動原理，應加入進行物質(zhì)抑制反應進行，故可以加入碳酸鈉、KOH，
故答案為：4FeO₄^2-+10H₂O=4Fe（OH）₃↓+3O₂↑+8OH^-；AD．

點評 本題考查元素化合物推斷、電解原理、常用化學用語、平衡移動原理應用等，側(cè)重考查學生對知識的遷移應用，難度中等．